中国电机工程学报杂志社
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中国电机工程学报杂志

《中国电机工程学报》杂志在全国影响力巨大,创刊于1964年,公开发行的半月刊杂志。创刊以来,办刊质量和水平不断提高,主要栏目设置有:学术论文、新技术、新成果、新经验、专家论坛、专家建议、标准讨论、科学通报、国外科技动态、会议报告等。
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电机工程学会
  • 国际刊号:0258-8013
  • 国内刊号:11-2107/TM
  • 出版地方:北京
  • 邮发代号:82-327
  • 创刊时间:1964
  • 发行周期:半月刊
  • 期刊开本:A4
  • 复合影响因子:3.5
  • 综合影响因子:3.206
相关期刊
服务介绍

中国电机工程学报 2016年第06期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志电网信息物理系统

特约主编寄语

摘要:信息物理系统(cyber physical system,CPS)旨在通过物理与信息系统的互通与深度融合,实现超越传统应用系统的运行效果与性能水平,信息物理系统的理论与技术被认为是工业4.0时代互联网+应用的技术基础,电网信息物理系统是其在电网领域的拓展和应用,在能源互联网、主动配电网以及传统电网的深化应用与智能化水平提升中,都将起到巨大的基础性作用。
1463-1463

电网信息物理系统的混合系统建模方法研究

摘要:信息物理系统(cyber physical system,CPS)是随着工业信息化发展而提出的新理念,强调在生产中物理过程与信息处理的紧密融合。电网正向智能化发展,是典型的信息物理融合系统。建立CPS模型有助于更好分析、控制日益复杂、灵活的电网运行,该文结合电网特点、需求,分析了电网CPS模型的构成和形式,提出了基于混合系统的电网CPS建模方法及其控制方案;并根据上述方法和步骤,建立柔性负荷和源储协调控制的混合系统模型,提出基于该模型的优化控制问题。
1464-1470

基于信息物理系统的孤岛微网实时调度的一致性协同算法

摘要:信息物理系统为孤岛微网的实时调度提供了新思路。该文给出孤岛微网信息物理系统的架构,基于此提出一种有功功率的实时调度模型,并以一致性理论为核心提出一种完全分布式协同算法。算法包含一致项和调整项两层控制,一致项采用带有自设权重的一阶一致性算法实现与邻居单元的信息同步,自设权重的系数矩阵可强化可控单元的作用,提高优化速度;调整项根据物理设备的实际运行情况计算反馈量进行实时修正,使结果满足各项约束条件。通过算例分析所提算法在不同环境和各种扰动下的收敛情况,证明了其有效性和鲁棒性。
1471-1480

电力系统信息物理融合建模与综合安全评估:驱动力与研究构想

摘要:智能电网与能源互联网都是典型的信息物理融合系统(cyber-physical system,CPS),信息环节的可靠性问题可能导致物理系统的运行风险。为了对其系统及信息故障进行分析评估,文中在分析了对电力系统进行信息物理融合建模与评估的必要性去驱动力后,提出了一种CPS融合建模构想。该方法将CPS系统抽象为一个有向拓扑图,模型将物理系统和信息系统中的状态量统一抽象为"数据节点",将信息处理、信息传输等环节抽象为"信息支路"。在此基础上,系统的信息-能量流可通过矩阵运算的方式快速简单地进行量化计算,与一般的迭代计算和仿真方法相比,该方法可有效提升计算速率。最后,对信息物理系统的综合安全评估技术体系进行了展望。
1481-1489

基于改进攻击图的电力信息物理系统跨空间连锁故障危害评估

摘要:为了准确评估各类跨空间连锁故障对电力信息物理系统的危害性,提出一种基于改进攻击图的量化评估方法。首先,对攻击图算法进行改进,提出攻击图顶点的脆弱性因子概念并推导其计算公式,使其适用于量化评估;其次,将电力信息物理系统涵盖的网络攻击、电力二次设备故障和暂态稳定节点扰动等各类安全风险抽象成改进攻击图的顶点,建立各顶点之间的因果逻辑关系,以辨明跨空间连锁故障的所有类别,进而计算各顶点的脆弱性因子,实现对各类跨空间连锁故障危害的定量评估;最后基于110 k V智能变电站仿真环境搭建了局部电力信息物理系统模型,仿真了多种跨空间连锁故障并评估其危害,验证了该量化评估方法的有效性。
1490-1499

考虑软件失效的信息物理融合电力系统智能变电站安全风险评估

摘要:随着信息与通信技术在电力系统中的应用不断加深,电力系统由传统的电力设备物理层发展为信息物理融合电力网络。将应用软件定义网络思想到信息物理融合电力系统可以提高电网的灵活度及新功能和业务提供空间。在此背景下,智能变电站安全风险评估有必要考虑运行层信息通信硬件和应用层软件带来的影响。该文结合软件定义网络和信息物理融合电力系统的结构特征,将软件定义信息物理融合电力系统划分为应用层、控制层、信息设备运行层和物理设备运行层的多层次结构。在使用功能分解法建立软件定义信息物理融合电力系统下的智能变电站功能图模型的基础上,提出综合考虑应用层设备应用软件和应用层电网管理服务系统软件失效影响的智能变电站系统安全风险计算方法。最后以T1-1型连接变电站为例,计算并分析考虑应用层软件失效的智能变电站系统安全风险以及系统安全风险随软件失效率变化的趋势。
1500-1508

信息物理融合的主动配电网动态潮流研究

摘要:主动配电网的运行因分布式电源的接入一直存在不确定性增强、运行场景多变的问题。为更为准确深刻地揭示主动配电网的内在特性,提出信息物理融合环境下的主动配电网动态潮流计算实现机理;考虑风电与储能的接入后的运行场景持续变化,以寻求分布式电源有效出力的可信容量为目的,提出一种以连续分配不平衡功率由储能分担为核心的配电网动态潮流计算方法。算例结果表明:提出的基于信息物理融合的动态潮流方法相较概率潮流等方法能够更好地揭示配电网在强不确定性及扰动频繁条件下的运行特征。
1509-1516

考虑风电与灵活资源互动的智能电网可靠性分析方法评述

摘要:随着智能电网及信息通讯技术的发展,利用需求侧灵活资源消纳高渗透风电成为国内外智能电网的发展趋势。考虑到多重不确定因素的作用以及电力物理信息系统的深度融合,首先概述了大规模高渗透风电与灵活资源协同互动运行系统可靠性研究的必要性。其次,对传统发电机组、风电机组等发电系统进行可靠性评估方法综述;指出了灵活资源可调度潜力的分析方法,并计及电力信息系统的不确定性提出灵活资源等效出力可靠性评估方法。此外,考虑到高渗透风电与灵活资源协同互动关系,提出智能电网框架下计及风电与灵活资源互动的系统可靠性评估流程。最后,进一步指出新形势下系统可靠性研究的重点研究方向。
1517-1526

智能电网信息流的建模和静态计算方法研究

摘要:现有的电力系统能量流分析已经形成一套完整的建模与定量分析方法体系,其中并未明确计及通信、保护和控制的信息流特性。目前面向电力系统应用的信息流建模和计算方法的研究几乎还是空白,严重阻碍了电力信息物理融合系统中能量流与信息流耦合分析的研究进程。文中以信息流动的视角,结合图论、矩阵分析和网络演算理论,借鉴电力系统潮流计算方法,系统提出信息流的建模思路和静态计算方法。进一步将所提出方法应用于智能变电站保护信息流的定量分析,计算结果与网络分析仪的实验测试结果非常吻合,表明所提出信息流计算方法的正确性。
1527-1535

信息物理融合的智能空调响应不确定性尖峰折扣电价的动态优化模型及在线控制

摘要:降低尖峰负荷可获得巨大的经济效益,但尖峰出现时间及持续时长具有很大的不确定性。文中依托信息网络建立了一个电网运行信息、电网价格激励信息、用户室内温度喜好设置信息、外部气象信息融合的智能空调响应不确定性尖峰折扣电价的优化融合模型,采用动态优化区间的模型预测控制实现融合模型控制目标,削减其在电网尖峰期用电量,达到保证在用户定义的舒适性范围内,使用户电费支出最小,也即在电网尖峰期用电量最小的目标。采用6层120区的公共楼宇,72小时432时段,5个随机尖峰激励信息的算例表明,该融合模型及控制策略实现了平价及分时电价机制下对随机尖峰折扣电价的完全响应,在保证舒适性条件下,平价机制下电力峰值最大降幅32.7%,平均降幅25.3%;分时电价下最大降幅34.4%,平均降幅26.6%;用户的电费支出在平价机制下可节约19.9%,在分时电价机制下可节约27.6%。验证了该融合模型及控制策略的强响应能力及灵活适应性。
1536-1543

智能用电网络数据采集与通信机制的研究

摘要:智能用电网络是一个具备计算、通信、精确控制、远程协调和自治等功能的用户侧信息物理系统。文中在分析智能用电网络的数据采集和通信的主要需求基础上,结合信息物理系统理论,提出了基于时间驱动和事件驱动的多智能体数据采集和通信机制,建立了该机制的混合动态系统。利用线性时序逻辑描述了该系统的形式化规格,并利用符号化模型检测方法对该系统进行了可到达性分析。最后通过实验分析了该机制的通信实时性、吞吐量和网络规模,验证其适合低功耗、低成本、低通信速率、资源和功能高度有限的嵌入式物联网通讯环境。该机制可对用电设备进行毫秒级(100ms)追踪,相比较传统通信机制(1s间隔的被动轮询),其数据监测的频率上升了10倍,而信息吞吐量反而降低了90%以上,计算与控制核心设备的平均运行负荷降低了90%以上,网络规模约可扩大一个量级。
1544-1551
中国电机工程学报杂志智能电网

国内外配电前沿技术动态及发展

摘要:从配电网的发展现状、关键新技术以及未来的发展趋势等方面,对国内外配电前沿技术动态及发展进行了探讨。首先,从社会、经济宏观比较人均负荷指标和供电可靠性等多方面指标,简要对比分析了国内外配电网的发展现状,总结了我国配电网存在的突出问题,并针对性地给出具体改进建议。其次,探讨了主动配电系统技术、能源互联网、能源信息物理系统等未来配电系统的关键新技术,总结了当前研究热点问题和产业发展动态,并展望了潜在的前沿问题。最后,结合CIGRE SC6的最新动向,进一步提炼配电系统发展趋势,提出配网改造建设的总体发展建议。
1552-1567

基于电压灵敏度的配电网光伏消纳能力随机场景模拟及逆变器控制参数优化整定

摘要:随着高密度分布式光伏接入配电网,合理评估配电网的光伏消纳能力成为研究热点。采用基于电压灵敏度的随机场景模拟法进行配电网光伏消纳能力评估,选取年典型场景代替年时序仿真,并利用类正态概率分布抽样以提高仿真精度及效率。利用光伏发电系统自身的各种智能控制措施能有效改善光伏并网引起的过电压现象,可进一步提高光伏消纳能力。通过光伏并网逆变器的Volt/Var 6点控制方式进行电压就地分散式调节以改善光伏发电并网特性,以配电系统全年电压偏差及无功调节量最小为目标,运用粒子群算法进行各逆变器无功电压控制参数的整定。通过OpenD SS搭建IEEE 33测试系统,仿真结果表明了所述方法的有效性及可行性。
1578-1587

基于Benders分解法的交直流互联电网安全约束经济调度

摘要:安全约束经济调度是实现交直流互联大电网安全、经济、高效运行的关键环节。针对交直流互联电网的日内滚动经济调度问题,文中提出了时空协调、主子迭代的安全约束经济调度模式;通过精细化考虑交流潮流、直流输电系统稳态运行以及经济调度多时段耦合等约束条件,建立了交直流互联电网安全约束经济调度模型;为求解此大规模非线性规划模型,文中基于Benders分解法提出了主、子问题迭代的高效求解方法。算例从安全性、经济效益、算法收敛性和计算效率四个方面验证了所提模式、模型、求解方法的有效性。
1588-1595

面向直流微电网的电压平衡器拓扑结构研究

摘要:作为一种节能高效的直流配电形式,双极性直流母线配电在低压直流配电系统中具有较大的应用优势,电压平衡器在其中扮演着重要的角色。电压平衡器一方面实现了单极性配电向双极性配电的转化,另一方面也解决了正负极性母线间的功率不平衡问题。该文首先分析了现有的电压平衡器拓扑结构研究成果;然后归纳出了电压平衡器的形成方法,提出了Cuk型电压平衡器、Super-Sepic/Zeta型电压平衡器和交错并联Buck/Boost型电压平衡器;最后通过仿真验证了所提出拓扑结构的正确性,通过两相交错并联Buck/Boost型电压平衡器实验平台验证了所提出的交错采样交错平均电流控制策略良好的均流效果和动态响应速度以及平衡器优异的双极性母线配电效果。
1604-1612

直流微电网双向储能变换器的两带通滤波器二次纹波电流抑制与均分控制方法

摘要:含多双向储能变换器的直流微电网通过逆变器接入交流负荷时,会引起直流母线侧产生二次纹波电流,并影响变换器输出电流均分效果。对此,该文提出了双向储能变换器的两带通滤波器二次纹波电流抑制方法,解决了传统电压电流双闭环控制中因限制外环电压的截止频率引起的动态响应速度慢的问题,并增强了二次纹波电流抑制效果。提出了串联微调虚拟电阻的自适应下垂控制方法,减少了储能变换器间输出电压偏差,改善了并联均流效果。在允许的电压偏差范围内,分析了虚拟电阻对输出损失功率和环流的影响,并选取使二者之和达到最小值时合适的控制参数。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。
1613-1624
中国电机工程学报杂志发电

装置元件排列间距和颗粒浓度对细颗粒湍流聚并的影响

摘要:通过数值模拟研究锯齿形元件组成的细颗粒聚并装置的湍流聚并特性,考察元件的排列间距和气流中颗粒物浓度对湍流聚并的影响。计算采用RANS模型,并获得了实验的验证。模拟结果表明,元件阵列的排列既不能过于紧密也不能过于稀疏,需要兼顾空间利用率、元件产涡的耦合作用和流动阻力三方面的考虑。实际应用也需要考虑颗粒浓度的影响,模拟发现:浓度越高,颗粒的湍流聚并效果越好;当浓度足够高时,Z形锯齿元件组成的聚并装置能聚并近50%的小颗粒,具有实用价值。
1625-1632

灰化条件对稻壳灰和稻秆灰理化特性的影响

摘要:采用X射线荧光光谱仪、X射线衍射、扫描电镜、能谱分析等实验方法研究了不同灰化温度(600和815℃)下制得的稻壳灰和稻秆灰的理化特性。通过马弗炉灼烧实验考察了灰化温度和灰化时间对稻壳和稻秆灼烧后的灰分量及其表观形貌的影响,并基于灰成分对2种生物质灰的结渣特性进行对比分析。结果表明:不同灰化条件对生物质灰的灰分量、灰组成、灰熔点、物相变化和积灰结渣等特性均有较大影响;灰分量随着灰化温度和时间的增加而降低,稻壳灼烧后的灰分量明显高于稻秆;灰化温度高于600℃时,灰样逐渐出现烧结结构,815℃时灰颗粒表面逐熔融,黑色碳颗粒逐渐暴露而被氧化去除;相同温度下灼烧,2种灰的颜色均由黑变为灰白,最后呈浅红色;稻秆灰中K、Na、Ca等碱金属和Cl含量明显高于稻壳灰,更易造成设备腐蚀;灰化温度对灰的结渣特性影响较小;600℃灰化时形成絮状颗粒,815℃的灰表面发生软化熔融,絮状物减少,逐渐有碱金属物质析出,并以熔融状态粘结形成块状结构。
1633-1642